ガス拡散電極法塩酸技術

ティッセンクルップ・ニューセラのガス拡散電極法塩酸電解技術は、最大限の省エネルギーと持続可能性を実現します。ガス拡散電極の原理は、陰極側の酸素還元反応に基づいています。酸素はセルの陽極側から膜を透過する水素イオンと反応します。この反応により水素の生成が抑制され、水が生成されます。水素を発生させる標準的な電解反応と比較すると、ガス拡散電極プロセスは運転電圧が約1ボルト減少し、結果として大幅なエネルギー削減につながります。

hydrochloric acid electrolysis plant

主な特長

  • 標準的な塩酸電解と比較して約30%のエネルギー削減

  • 水素を生成しないため水素の需要がない場合に最適 

  • 運転圧力:200~240 mbar(g) 

  • 塩酸供給濃度の自動制御 

  • 実績あるフィルタープレス設計による複極性チタン合金電極 

  • MDI/TDIプロセスに対する柔軟な運転適応性 

  • 最適なメンテナンスを可能とする柔軟性&増産が容易な電解槽設計

省エネルギー・二酸化炭素削減を重視する新設プラントに最適です。

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ガス拡散電極法塩酸電解プロセスの仕組み

MDI/TDIプラントに連結した場合、本プロセスは無水塩酸ガスを吸収ユニットで処理するところから始まります。水または希塩酸中での塩酸ガスの解離は強い発熱反応によるものです。産業用途では、通常28~37 wt.%の塩酸濃度が必要です。

電解槽

電解槽は、膜とガス拡散電極が最適な接触を維持するよう、陽極側が200 mbar(g)の圧力で運転されます。電解槽に14 wt.%塩酸が供給され、循環される淡塩酸は濃塩酸(37 wt.%)と陽極液タンク内で混合し、自動的にコントロールします。電解槽からの12.5 wt.%の淡塩酸の一部が吸収ユニットに戻されます。

陽極室

電解槽の陽極室には14 wt.%の塩酸が供給され、ここで陽極酸化反応が起こり、塩素が生成されると同時に塩酸が消費されます。生成した塩素ガスは12.5 wt.%の淡塩酸と分離され、塩素ガスヘッダーに集められます。淡塩酸は陽極液タンクへ導かれます。また、一定量の水が水素イオンや塩素イオンと同様の膜を透過し、陰極室に移行します。

陰極室

電解槽の陰極室には酸素が供給されます。ガス拡散電極では酸素は陰極反応により消費され、陽極室から移行する水素イオンと反応し水が生成されます。陰極室出口の酸素の一部は陰極での水素生成を防止します。陰極で生成された酸性凝縮液は廃水処理に送るか、陽極システムに戻すことができます。

製品処理

塩素ガスの品質は非常に高いため、塩素の液化や気化処理は不要であり下流設備に直接送ることができます。通常は、湿塩素ガスの冷却と水分除去で十分です。さらに、塩素は乾燥・圧縮して液塩として貯蔵することや、塩素のリサイクル循環を完結させ塩素ユーザーへ戻すことも可能です。

360°サービスポートフォリオ

当社は技術提供だけでなく、プロセス設計や試運転からプラント性能の最適化や長期運転まで、プラントのライフサイクル全体をサポートします。深いプロセス知識と、信頼性・効率性・安全性への強いコミットメントにより、長期的な安定運転と最大の価値発揮を実現します。

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an employee of thyssenkrupp nucera in front of an electrolyzer

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ティッセンクルップ・ニューセラが、豊富な専門知識と長年の経験を活かし、お客様のニーズに最適なソリューションをご提供します。

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